NB对热成形钢的显微组织有显著影响,可以有效地细化原有的奥氏体晶粒,形成纳米第二相,将钉错,提高材料的强度和塑性。
Liangj等研究了NB微合金化对商品38MnB5钢组织性能的影响,发现加入NB后,尺寸为20 50 nm的(NB,Ti)C均匀分布在基体上,原奥氏体和马氏体块体的尺寸减小到15。 分别9 um 和 055 um,抗拉强度保持在 1同时GPA为9,总伸长率达到914%。
Linl等研究了不同NB含量对22MnB5钢的影响,发现随着NB质量分数的增加(0->0027%-0.049%)原奥氏体晶粒尺寸和马氏体板条更细;当 NB 质量分数为 0 时在049%时,细化效果最为显著,原奥氏体晶粒尺寸和马氏体板条宽度仅为传统热成形钢的1 3 %左右。 V微合金化也可以提高强塑性,但V是低温析出元素,大部分固溶体在基体中。
采用NB-V复合添加,利用微合金化元素之间的协同作用,更有利于碳氮化物的析出,可进一步提高热成形钢的综合性能。 图1显示了三种测试钢的显微组织图像,与30MnB5钢和30MnB5Nb钢的原始奥氏体晶粒尺寸相比,Nb-V复合微合金化对原始奥氏体晶粒尺寸的细化影响最为显着。
刘斌等研究了不同Nb和V含量比值对试钢显微组织的影响,发现Nb的加入增加了残余奥氏体的含量,而V对残余奥氏体的影响很小035%nb+0.025%V(质量分数) 微合金化试验钢的平均晶粒尺寸最小,仅为 1约6um。 此外,中信金属股份有限公司***与中国汽车工程研究院合作开发004%nb+0.04%V热成形钢已成功工业化试生产并装车应用。
在商业22MnB5钢中,常添加B元素以提高材料的淬透性,B和N在高温下容易形成Bn网络,导致材料性能变差。 Ti可以起到固定N的作用,并能优先与N结合形成锡,从而避免网格状Bn的析出。 但是,TIN尺寸通常在100nm以上,较大的TIN会降低测试钢的韧性。
NB、V、Mo的碳化物倾向于在形成的碳化物表面形成,稳定界面能,降低碳化物的粗化趋势,细化碳化物尺寸Wen Yuhui等发现,NB微合金化后大尺寸Ti(C,N)析出相明显减少,大量3 30 nm球形(NB,Ti)(C,N)析出相在基体中呈弥漫分布。
图2显示了热成型钢3种析出相的形貌,在非微合金化基体中发现了粗立方TIN(100 700 nm),粗大的TIN析出相在NB和Mo微合金化后消失,在NB微合金化基体中析出细球形(NB,Ti)C(5 25 nm),并且更小、更复杂(NBTI, Mo)C(3 15 nm)在NB-Mo微合金化基体中弥漫分布。
作者:王鹏程、赵艳、卢洪洲、侯建龙、赵正志。
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